은하의 개념과 무리, 모양, 에너지

은하

수많은 별과 티끌, 가스가 중력 때문에 결합해 있는 모임입니다. 우리 태양계는 은하수라고도 하는 우리 은하에 속해 있습니다. 과학자들은 우리가 관측할 수 있는 우주에는 1000억 개 이상의 은하가 흩어져 있을 것이라고 계산했습니다. 천문학자들은 그중에서 수백만 개의 사진을 망원경으로 찍었습니다. 사진으로 찍은 은하 중에서 가장 멀리 있는 것은 100억~130억 광년 떨어진 곳에 있습니다. 은하의 지름은 수천 광년에서 50만 광년에 이르는 것까지 다양합니다. 작은 은하에는 10억 개 미만의 별이 있지만, 거대한 은하에는 1조 개 이상의 많은 별이 있습니다. 우리 은하의 지름은 10만 광년입니다. 태양계는 우리 은하의 중심에서 약 3만 광년 떨어진 곳에 자리 잡고 있습니다. 우리 은하에는 대략 1000억 개의 별이 있습니다. 우리 은하 외에 맨눈으로 관측할 수 있는 은하는 세 개뿐입니다. 북반구에 사는 사람은 약 200만 광년 떨어진 안드로메다 은하를 볼 수 있습니다. 그리고 남반구에 사는 사람은 지구에서 약 16만 광년 떨어진 대마젤란 은하와 약 18만 광년 떨어진 소마젤란 은하를 볼 수 있습니다.

 

 

은하와 무리

은하는 우주에 불규칙하게 분포하고 있습니다. 어떤 것은 가까운 은하라고는 하나도 없이 홀로 떨어져 있는가 하면, 어떤 것은 쌍을 이루어 서로 공전하고 있는 것도 있습니다. 그러나 대부분은 은하단이라는 집단의 형태로 발견됩니다. 은하단은 수백 개에서 수천 개의 은하로 이루어져 있으며, 지름은 보통 1000만 광년이나 됩니다. 은하단이 모여 다시 초은하단이라는 더 큰 무리를 만듭니다. 더욱더 큰 규모로 보면 은하들은 거대한 그물 형태로 분포합니다. 은하들은 이루어진 끈이 그물을 형성하고, 끈 둘레에는 비어 있는 공간이 있습니다.

 

은하의 모양

천문학자들은 대부분의 은하를 모양에 따라 나선은 하나 타원은하, 불규칙 은하로 나눕니다. 나선은하는 중심이 볼록한 원반 형태로 바람개비처럼 생겼습니다. 밝게 빛나는 나선형의 팔이 볼록한 중심에서 바깥으로 뻗어 나와 있습니다. 우리 은하는 나선은하입니다. 모든 나선은하는 마치 바람개비처럼, 그러나 느리게 회전합니다. 예를 들어 우리 은하는 2억 5000만년에 한 번씩 공전합니다. 나선은하에서는 티끌과 가스로부터 새로운 별이 끊임없이 탄생합니다. 구상성단이라고 하는 별들의 작은 집단이 종종 나선은하 주변에 분포합니다. 전형적인 구상성단은 대략 100만 개의 별들로 이루어집니다. 타원은하의 형태는 거의 완전한 공 모양에 가까운 것부터 납작하게 누른 공 모양까지 다양합니다. 타원은하는 중심이 가장 밝고 주변부로 갈수록 점차 어두워집니다. 천문학자들이 측정한 바에 따르면 타원은하는 나선은하보다 훨씬 더 느리게 회전하거나 아예 회전하지 않습니다. 타원은하 속에 있는 별들은 불규칙한 궤도로 움직이는 것처럼 보입니다. 타원은하는 나선은하보다 먼지와 가스가 훨씬 적습니다. 그래서 새로운 별이 생성되는 것도 거의 관찰할 수 없습니다. 불규칙한 일정한 모양이 없습니다. 어떤 것은 대부분 푸른 별과 부풀어 오른 가스 구름으로 이루어져 있지만, 티끌은 거의 없습니다. 마젤란은하가 이런 형태의 불규칙 은하입니다. 다른 것들은 주로 밝게 빛나는 젊은 별과 티끌, 가스로 이루어져 있습니다.

 

은하에서 나오는 에너지

모든 은하는 가시광선과 다른 형태의 전자기 복사로 에너지를 방출합니다. 은하에서 방출하는 에너지는 여러 가지 원인으로 생깁니다. 이것들 중 대부분은 별에서 나오는 열과, 성운이라고 하는 티끌과 가스로 이루어진 구름에서 나오는 열입니다. 여러 가지 형태의 격렬한 천문학적 사건이 일어날 때도 많은 양의 에너지가 나옵니다. 그 대표적인 예로 신성 폭발과 초신성 폭발이 있습니다. 신성 폭발이 일어나면 쌍성을 이우는 두 개의 별 중에서 하나가 티끌과 가스를 우주로 세차게 날려 보냅니다. 신성 폭발보다 훨씬 더 격렬한 초신성 폭발은 별 하나가 완전히 붕괴하여 가지고 있는 물질 대부분을 날려 버립니다. 초신성 폭발이 일어난 후 그 자리에 블랙홀이라는 보이지 않는 작은 천체가 남을  수 있습니다. 블랙홀은 중력이 너무 강해서 빛조차 빠져나올 수 없습니다. 또 경우에 따라서는 초신성 폭발이 일어난 후 그 자리에 중성자별이 생길 수 있습니다. 중성자별은 중성자들이 단단하게 뭉쳐서 만들어진 별입니다. 그러나 어떤 초신성은 폭발 후 아무것도 남기지 않습니다.

 

은하군

수백만 광년의 우주공간에 10~50개 정도 되는 밝은 은하로 이루어진 집단입니다. 한때는 성운군이라 했습니다. 대표적인 은하군에는 우리 은하가 속해 있는 국부 은하군이 있습니다. 이 은하군은 우리 은하, 안그로메다 은하, 대마젤란 은하, 소마젤란 은하 등을 포함해 약 20개의 은하가 한 군을 이루고 있습니다.

 

은하단

 수천만 광년의 우주공간에 모여 있는 수백에서 수천 개의 밝은 은하의 집단입니다. 우리 은하에 가장 가까이 있어 뚜렷하게 보이는 은하단은 처녀자리 방향으로 6200만 광년 정도 떨어진 곳에 있습니다. 약 2,500개나 되는 밝은 은하가 모인 이 은하단을 처녀자리 은하단이라고 합니다.

 

은하수

 별과 가스 구름으로 이루어진 원반 모양의 우리 은하를 맨눈으로 볼 때 흐르는 물처럼 보이는 별빛의 띠입니다. 서양에서는 우유를 뿌린 것 같다고 하여 밀키웨이(Milky Way)라 했으며, 중국에서는 한수의 기가 하늘에 올라갔다고 하여 은한이나 하한이라고 했습니다.

 흐르는 강물처럼 밤하늘을 가로지르는 은하수는 지구 어디에서나 볼 수 있습니다. 은하수는 수많은 별과 가스와 티끌이 모여 있는 곳으로써, 태양이 속해 있는 우리 은하의 원반 부분에 해당합니다.